In Kampala, the capital of Uganda, there is an extensive use of water mixed with wastewater for irrigation of crops. The water is taken from Nakivubo channel that flows through the centre of the city, and since the wastewater treatment in the city is insufficient, the channel water might contain pharmaceuticals that are spread to the farmlands and the crops that are grown in Nakivubo wetland. The aim of this Master’s thesis was to examine the concentration of some selected pharmaceuticals in water, soil and crop samples collected from Nakivubo channel and the area surrounding it. The water was analysed from five measurement points in the Nakivubo channel and Lake Victoria. The solid samples comprised of soil and crops collected from cocoyam, maize and sugar cane fields in the Nakivubo area. The pharmaceutical analyses were carried out through pharmaceutical extraction (solid phase extraction and QuEChERS) and the use of LC-MS (liquid chromatography combined with mass spectrometry). The capacities of the water and soil to reduce pharmaceuticals were analysed and a risk assessment was made in order to determine if it was harmful to drink water from Lake Victoria, the source of drinking water for Kampala, or to eat the crops that were grown in the wetland. A majority of the pharmaceuticals studied (42 substances) were detected in the water samples (29 substances). The most common pharmaceuticals detected in the water were atenolol, carbamazepine, sulfamethoxazole and trimethoprim. The antibiotics trimethoprim and sulfamethoxazole showed the highest average concentrations in the various water samples (26100 ng/l and 3790 ng/l respectively). Fewer pharmaceuticals were detected in the soil compared to the water (11 substances). The pharmaceuticals most frequently found in the soil were carbamazepine and pyrimethamine and they also had the highest average concentrations along with trimethoprim, 4.6-9.4 ng/g, 8.4-14.0 ng/g and 39.6 ng/g, respectively. No pharmaceuticals could be detected in the edible part of maize and sugar cane, but lidocaine, trimethoprim and pyrimethamine were found in detectable concentrations in the yam (on average 1.2-2.2 ng/g). A significant negative correlation could be found between carbamazepine and total suspended solids (TSS) in the water (linear regression: y = -0.67x +3.98, R2 = 0.35, p < 0.05, n = 14). The risk assessment showed that the concentrations found in the yam and water in Lake Victoria together with the average daily intake of yam and drinking water was not hazardous to the people of Kampala. However, eating more than 0.5 kg of yam daily might pose a risk with regards to pyrimethamine. On the other hand, the concentration in the yam might decrease when it is boiled, and this has not been accounted for. / I Ugandas huvudstad Kampala är det vanligt att vatten blandat med avloppsvatten från den centrala Nakivubokanalen används för bevattning av grödor. Avloppsreningen i staden är bristfällig och som ett resultat släpps mycket orenat avloppsvatten ut i naturen. Det är dock oklart om det finns läkemedel i Nakivubokanalen som tas upp av jordbruksmark och grödor odlade i Nakivubos våtmark. Syftet med det här examensarbetet var att studera koncentrationen av utvalda läkemedel i vatten-, mark- och grödprover insamlade i och längs Nakivubokanalen. Prover från fem mätplatser studerades i kanalen och Victoriasjön. Mark och grödprover fanns tillgängliga som samlats in från jams-, sockerrör- och majsfält i och kring Nakivubos våtmark. Läkemedelsanalyserna genomfördes med hjälp av läkemedelsextraktion i form av fastfasextraktion och QuEChERS samt LC-MS (vätskekromatografi kombinerat med masspektrometri). Utöver läkemedelsanalysen studerades markens och vattnets förmåga att rena läkemedel. Det utfördes även en enkel riskbedömning för att se om det var farligt att äta grödor odlade i våtmarken eller dricka vatten från Victoriasjön, som är Kampalas dricksvattenkälla. De flesta (29 st) av de 42 studerade läkemedlen detekterades i vattenproverna. De vanligast förekommande läkemedlen i vattnet var atenolol, karbamazepin, sulfametoxazol, och trimetoprim. Trimetoprim och sulfametoxazol hade de högsta koncentrationerna i de olika mätpunkterna i vattnet i medeltal, 26 100 ng/l respektive 3790 ng/l. I marken detekterades 11 av de 42 läkemedelsämnena. De vanligast detekterade läkemedlen i marken var karbamazepin samt pyrimethamine och det var också dessa som hade högst koncentrationer i medeltal, tillsammans med trimetoprim. Dessa tre läkemedel hade koncentrationer på 4,6-9,4 ng/g; 8,4-14,0 ng/g respektive 39,6 ng/g. Inga läkemedel kunde detekteras i majsen och sockerrören, men jamsen hade detekterbara koncentrationer av både lidokain, trimetoprim och pyrimethamine (1,2-2,2 ng/g i medeltal). I vattnet erhölls ett signifikant negativt samband mellan karbamazepin och totalt suspenderat material (linjär regression: y = -0,67x + 3,98; R2= 0,35; p < 0,05; n = 14). Riskanalysen visade att det inte bör vara farligt att äta jamsen eller dricka vattnet från Victoriasjön givet de koncentrationer som uppmättes och de mängder jams och vatten som förtärs dagligen. Det kan dock utgöra en risk att äta mer än 0,5 kg jams om dagen.

Utsläpp av läkemedelsrester till miljön är ett växande problem och negativa effekter på fiskar och vattenlevande djur har observerats vid mycket låga halter. I detta examensarbete studerades fem svenska spillvattenvåtmarkers förmåga att avskilja aktiva läkemedelssubstanser som passerat genom avloppsreningsverket. Halter av 24 läkemedelssubstanser bestämdes i inkommande och utgående vatten till och från spillvattenvåtmarkerna i Eskilstuna, Hässleholm, Nynäshamn, Trosa och Oxelösund. De substanser som generellt sett återfanns i de högsta halterna i inkommande avloppsvatten till våtmarkerna var några vanliga antiinflammatoriska ämnen: naproxen, ibuprofen och diklofenak; några blodtryckssänkande ämnen: atenolol, hydroklortiazid, furosemid och metoprolol; och det lugnande ämnet oxazepam. Dessa ämnen förekom i koncentrationer mellan 0,7 μg/l och 10 μg/l. Resultaten visade att 47 % av de påträffade substanserna reducerades mellan 20 och 80 % och 47 % reducerades 80 % eller mer. Alla våtmarker visade en hög avskiljning av diklofenak, furosemid, hydroklortiazid och naproxen. Avskiljningsgraden för dessa ämnen var 74–100 %. Generellt sett uppvisade alla fem våtmarker en hög reningseffekt på aktiva läkemedelssubstanser men en något högre reningsgrad observerades i Oxelösund, Nynäshamn och Trosa våtmark. En möjlig förklaring till den höga reningseffekten kan vara våtmarkernas karakteristiska hydraulik, där spillvattendammar växelvis fylls och töms, i jämförelse med våtmarkerna i Eskilstuna och Hässleholm som har ett kontinuerligt flöde av spillvatten. En jämförelse gjordes också med tidigare reningsresultat under vinterförhållanden. Resultaten visade att avskiljningen av samtliga substanser var betydligt högre under de nu studerade sommarförhållandena. / The release of pharmaceutical residues to the environment is a growing problem of global concern. Many studies have reported the negative effects of pharmaceutical residues on fish and other aquatic organisms. This master thesis has assessed five constructed wetlands on their removal efficiency of active pharmaceutical substances. Influent and effluent wastewaters were analyzed for 24 common pharmaceutical substances in constructed wetlands in Eskilstuna, Hässleholm, Nynäshamn, Trosa and Oxelösund. The pharmaceuticals found in highest concentration in the influent were some common anti-inflammatory substances: naproxen, ibuprofen and diclofenac; a few antihypertensive substances: atenolol, hydrochlorothiazide, furosemide and metoprolol and the sedative substance, oxazepam. The concentrations varied between 0.7 μg/l and 10 μg/l. For 47% of the substances there was an observed removal efficiency of greater than 80% and for 47% of the substances a removal efficiency of 20–80 % was observed. Diclofenac, furosemide, hydrochlorothiazide and naproxen showed the greatest removal efficiencies, 74–100 %. In general, all five constructed wetlands showed high removal efficiencies for most pharmaceutical compounds, with greater removal efficiencies observed in Oxelösund, Nynäshamn and Trosa. The higher removal efficiency in these wetlands is believed to be due to their characteristic hydraulics, where wastewater basins are filled and emptied, whereas the basins in Eskilstuna and Hässleholm have continuous flow of wastewater. A comparison of removal efficiencies was also assessed for summer and winter conditions in Eskilstuna, Nynäshamn, Trosa and Oxelösund wetlands. The observed removal efficiencies were significantly greater during summer conditions.

<p>Studien undersöker om återföring av näringsämnen, huvudsakligen makronäringsämnena kväve och fosfor, från humanavlopp i Norrköpings kommun kan komma att ske på ett sätt som är i linje med naturvetenskapliga kretsloppsprinciper.</p><p>Frågan om återföring av näringsämnen och dess problembild är av stor vikt då dagens flöden leder till både resursslöseri och miljöproblem som övergödning. Anledningen till att näringsämnen inte recirkuleras måste bero på någon form av oförmåga hos aktörerna att ta i tu med problematiken.</p><p>Studien analyserar olika aktörers perspektiv. Aktörerna beskrivs dels i ett nationellt perspektiv men den huvudsakliga fokuseringen ligger på kommunal nivå. Detta på grund av att kommuners roll inom området innebär att de är ytterst ansvariga för utformningen av avloppssystem. Aktörer som agerar i förhållande till kommunen har därför undersökts närmare genom intervjuer med olika representanter för aktörerna. Studien är således en fallstudie där Norrköpings kommun har studerats och de aktörer som valts är Slottshagens reningsverk, Länsstyrelsen i Östergötland, Lantmännen och kommunens miljö och hälsoskyddskontor. Av det empiriska materialet framgår att aktörerna inte antar ett kretsloppsperspektiv och att de tenderar att ha ett ekonomiskt perspektiv när de hanterar problematiken. Detta är något som kan orsaka problem i ekologiska sammanhang och försvåra en positiv utveckling när det gäller hanteringen av miljöproblem. Studien relaterar resultaten och aktörernas ansvarstagande till den allmänna syn på miljöfrågornas hantering som förespråkas genom dagens miljölagstiftning.</p> / <p>The study examins if returning of nutrients, mainly the macronutriens nitrogen and phosphorus, from sewage in the municipality of Norrköping can be done in way that corresponds to natural scientiffic principals of circulation of material.</p><p>The issue of returning of nutrients and the presentation of the problem are of great importance when the fluxes of today are leading to a waste of resources and the environmental problem eutrophication. The reason for nutrients are not recycled must be some sort of incapability of the involved actors to deal with the problem.</p><p>The study analyses perspectives of different actors. The actors are described in a national as well as a more focused municipal perspective. This is because of the part that the municipality is playing implies that they are ultimately responsible for the shaping of the sewersystem. The ones that are acting in relation to the municipality have because of this been examined thru interviews with representatives for the actors.</p><p>The study is thus a casestudy where the municipality of Norrköping is studied and the actors chosen is the sewage treatment plant of Slottshagen, the county administrative board of Östergötland, a branch of the Swedish farmers cooperation “Lantmännen” and the health and environment office of the municipality. The empirical material shows that the actors are not adopting a recycle-perspective and that they tend to adopt an economical perspective when they deal with the problem. This can cause problems in a ecological context and obstruct a positive development in dealing with environmental problems. The study relates the results and the responsibility of the actors to the common view of the way of dealing with environmental issues that is recommended thru the Swedish environmental law.</p>

Studien undersöker om återföring av näringsämnen, huvudsakligen makronäringsämnena kväve och fosfor, från humanavlopp i Norrköpings kommun kan komma att ske på ett sätt som är i linje med naturvetenskapliga kretsloppsprinciper. Frågan om återföring av näringsämnen och dess problembild är av stor vikt då dagens flöden leder till både resursslöseri och miljöproblem som övergödning. Anledningen till att näringsämnen inte recirkuleras måste bero på någon form av oförmåga hos aktörerna att ta i tu med problematiken. Studien analyserar olika aktörers perspektiv. Aktörerna beskrivs dels i ett nationellt perspektiv men den huvudsakliga fokuseringen ligger på kommunal nivå. Detta på grund av att kommuners roll inom området innebär att de är ytterst ansvariga för utformningen av avloppssystem. Aktörer som agerar i förhållande till kommunen har därför undersökts närmare genom intervjuer med olika representanter för aktörerna. Studien är således en fallstudie där Norrköpings kommun har studerats och de aktörer som valts är Slottshagens reningsverk, Länsstyrelsen i Östergötland, Lantmännen och kommunens miljö och hälsoskyddskontor. Av det empiriska materialet framgår att aktörerna inte antar ett kretsloppsperspektiv och att de tenderar att ha ett ekonomiskt perspektiv när de hanterar problematiken. Detta är något som kan orsaka problem i ekologiska sammanhang och försvåra en positiv utveckling när det gäller hanteringen av miljöproblem. Studien relaterar resultaten och aktörernas ansvarstagande till den allmänna syn på miljöfrågornas hantering som förespråkas genom dagens miljölagstiftning. / The study examins if returning of nutrients, mainly the macronutriens nitrogen and phosphorus, from sewage in the municipality of Norrköping can be done in way that corresponds to natural scientiffic principals of circulation of material. The issue of returning of nutrients and the presentation of the problem are of great importance when the fluxes of today are leading to a waste of resources and the environmental problem eutrophication. The reason for nutrients are not recycled must be some sort of incapability of the involved actors to deal with the problem. The study analyses perspectives of different actors. The actors are described in a national as well as a more focused municipal perspective. This is because of the part that the municipality is playing implies that they are ultimately responsible for the shaping of the sewersystem. The ones that are acting in relation to the municipality have because of this been examined thru interviews with representatives for the actors. The study is thus a casestudy where the municipality of Norrköping is studied and the actors chosen is the sewage treatment plant of Slottshagen, the county administrative board of Östergötland, a branch of the Swedish farmers cooperation “Lantmännen” and the health and environment office of the municipality. The empirical material shows that the actors are not adopting a recycle-perspective and that they tend to adopt an economical perspective when they deal with the problem. This can cause problems in a ecological context and obstruct a positive development in dealing with environmental problems. The study relates the results and the responsibility of the actors to the common view of the way of dealing with environmental issues that is recommended thru the Swedish environmental law.

During recent years both Sweden and the rest of Europe have experienced periods of drought as a consequence of hot summers with low levels of precipitation. For villages provided with drinking water from water plants with groundwater as raw water source droughts can lead to considerable problems if the groundwater reservoir would be affected. One Swedish village which is provided with drinking water from a groundwater drinking plant and which has faced problems regarding their drinking water production is Hurva, located outside of Eslöv in Scania and with a population of almost 400 people. The problem has been periods of water shortage in the drinking water system. The solution to this problem has consisted in filling up the water reservoir in the drinking water system with drinking water delivered in trucks. This is not considered a sustainable solution to the problem and a transmission pipe connecting Hurva to the regional drinking water system has been suggested. This project is written in collaboration with VA SYD, the joint municipal authority in Hurva, and consisted of two main objectives. The first objective was to examine the possibilities of implementation of a circular wastewater system in Hurva from a process technical and health and safety point of view. The second objective was to estimate the waterbalance in the system to make sure that there was enough water for a circular water system. According to the calculations regarding the waterbalance estimation there has been enough water in the system every month of the period January 2018-December 2019 with exception for June 2018 which was a month with extreme droughts in Sweden. The results indicates that there is a risk for water shortage in the system although this is probably not the case for months with normal conditions. Two possible treatment chains was designed, based on the requirement that they should have the capacity to treat the wastewater from Hurva WWTP into drinking water quality. The first chain, treatment chain 1 consisted of ultrafiltration, reversed osmosis, granular activated carbon, pH/hardness adjustment and UV treatment. The second chain, treatment chain 2, consisted of ultrafiltration, ozonation, granular activated carbon and UV treatment. / Under de senaste åren har både Sverige och övriga Europa upplevt perioder av torka till följd av varma somrar med lite nederbörd. För byar som förses av dricksvatten från vattenverk med grundvatten som råvattenkälla kan torka leda till stora problem om grundvattenreservoaren blir påverkad. En by som förses med dricksvatten från ett grundvattenverk och som stött på problem gällande dricksvattenproduktionen under de senaste åren är Hurva, som är beläget utanför Eslöv i Skåne och har en befolkning på strax under 400 personer. Problemen har bestått i att det inte alltid funnits tillräckligt mycket vatten i grundvattenmagasinet. Vid dessa tillfällen har lösningen varit att fylla på drickvattenreservoaren med dricksvatten transporterat i lastbilar från ett annat vattenverk. Detta anses inte som en hållbar lösning och ett förslag har lagts fram om att koppla på Hurva till det regionala dricksvattennätet med hjälp av en överföringsledning. Detta projekt har utförts i samarbete med VA SYD, som är VA-huvudman i Hurva. Projektets syfte var att undersöka möjligheterna till att implementera ett cirkulärt dricksvattsystem med avloppsvatten som primär råvattenkälla i Hurva utifrån två huvudaspekter. Den första delen av projektet handlade om att beräkna vattenbalansen i systemet för att underöka om det finns tillräckligt med vatten. I den andra delen undersöktes möjligheterna till att implementera ett cirkulärt vattenverk i Hurva utifrån processtekniska aspekter samt hälso- och säkerhetsaspekter. Enligt beräkningar av vattenbalans har det funnits tillräckligt mycket vatten i systemet för alla månader mellan januari 2018 och december 2019 med undantag för juni 2018, vilket var ett extremt torrt år i Sverige. Utifrån resultaten kan slutsatsen dras att under normala år har det funnits tillräckligt mycket vatten för att kunna implementera ett cirkulärt dricksvattensystem men att det föreligger en viss risk för vattenbrist i torra perioder. Två möjliga vattenverk, i rapporen kallade treatment chain 1 och treatment chain 2, togs fram. Båda verken designades för att uppfylla kravet om att ha kapacitet att rena avloppsvattnet från Huvas reningsverk till dricksvattenkvalitet. Treatment chain 1 bestod av följande 5 behandlingssteg: ulftrafiltrering, omvänd osmos, granulärt aktivt kol, hårdhet+pH justering och UV disinfektion. För treatment chain 2 valdes följande 4 behandlingssteg: ulftrafiltrering, ozonering, granulärt aktivt kol och UV disinfektion.

Ett avloppsvatten innehåller olika föroreningar som påverkar recipientens vattenkvalitet. En förorening somreningsverken inte är optimerade för att reducera är mikroorganismer, som i recipienten påverkar bland annatbadvattenkvalitén. Syftet med examensarbetet var att ta reda på hur utvalda processteg i ett reningsverkpåverkar utgående halter av mikroorganismer, hur utsläppen av mikroorganismer kan övervakas och hur mikroorganismernapåverkar recipientens badvattenkvalitet. Examensarbetet har uppfyllt syftet genom att undersökahur biologiska reningssteg reducerar indikatororganismerna E.coli och intestinala enterokocker jämfört medslutreningsalternativen kontinuerligt sandfilter samt skivfilter. Provtagning genomfördes på två reningsverk ochresultatet analyserades för att besvara frågan. Andra kvalitetsparametrar i avloppsvattnet samt flöde, lufttemperaturoch nederbörd har jämförts med utgående koncentration av indikatororganismerna från reningsverk föratt undersöka om det finns några samband som går att använda för att uppskatta det mikrobiologiska utsläppet.För undersökningen har de statistiska metoderna Kendalls Tau och Partial Least Squares använts. En litteraturstudiepå hur implementering av läkemedelsrening med ozon kan desinficera avloppsvattnet, vilken doseringsom krävs och vad den bör baseras på har genomförts. Efter avloppsutsläpp i en recipient sprids mikroorganismernamed vattnets strömmar och mikroorganismerna dör normalt av med tiden. Denna avdödandeprocesskan beskrivas med en ekvation av första ordningens kinetik. Ekvationens känslighet för variation i variablernasolinstrålning, temperatur, siktdjup och tid har undersökts. Ekvationen har även använts för en fallstudie av avloppsutsläppvid bräddning och hur det påverkar en badplats nedströms. För fallstudien fanns information omflödestid, utspädning och nedbrytningsvariablerna att tillgå. Undersökningen visar att biologisk rening med biobädd reducerar indikatororganismerna effektivast av de undersöktareningsstegen. Sandfiltrets reduktionsförmåga var god men skivfiltret presterade sämre. Från provtagningenframkom också att koncentrationen av E.coli är konsekvent högre och reduceringen sämre än motsvarandeför intestinala enterokocker. Indikatororganismernas koncentration i utgående avloppsvatten är enligtkorrelationsanalysen slumpmässig och inget signifikant och starkt samband fanns till de undersökta parametrarna. På grund av detta är uppskattning av mikrobiologiska utsläpp med hjälp av mätning av andra parametrarinte tillförlitlig. Den genomförda litteraturgranskningen av ozondosering visar att dosen som krävs för desinfektionav avloppsvatten behöver anpassas för varje reningsverk samt att resultat från forskningen går isär omhur doseringen bör optimeras. I recipienten har siktdjupet störst betydelse för nedbrytningen och recipientensegenskaper är viktigare än utsläppets storlek för vattenkvalitén enligt den modell som använts. Fallstudien visadeatt även vid bräddning på reningsverket hinner mikroorganismerna spädas ut och brytas ner tillräckligt föratt badvattenkvalitén inte ska klassas som otjänlig vid närliggande badplats. / Depending on the efficiency of the processes used in a wastewater treatment plant, the recipient receives watercontaining various concentrations of microorganisms. These microorganisms might infect people using therecipient for recreational purposes. The thesis aims to investigate how some process choices affect the concentrationsof microorganisms in sewage and how the concentration can be monitored with the use of other waterquality measurements. Lastly the microbial degradation after discharge in a lake was investigated. Process choiceswere evaluated through sampling before and after two biological treatment steps, one sand filter facilityand one disc filter facility. The obtained results demonstrate that among the investigated alternatives, a biologicalstep using biofilm is the most efficient for removing microorganisms, followed by sand filtration and leastefficient with high variability was disc filtration. The literature review suggests that the use of ozonation forreducing pharmaceutical residues could be efficient in reducing microorganisms, but the required dosage is notuniformly established in previous research. Statistical analysis on water quality measurements with Kendall’sTau and Partial Least Squares did not appear to be a good substitute to use for monitoring and prediction ofbacterial concentrations. The water quality of the recipient, especially the transparency for UV-light, is moreimportant for maintaining good bathing water quality than the outflow concentration of microorganisms in thesewage. In a small case study, it was shown that an official bathing site is not at risk for acute microbiologicalcontamination even when extreme rainfalls causes overflow in the upstream waste water treatment plant.

Pharmaceutical residues are being released into the aquatic environment through domestic wastewater effluents all around the world. Ekeby wetland located in Eskilstuna has been shown to degrade pharmaceutical residues in wastewater but the mechanism of how and where in the wetland these substances are removed were not known. The aim of this Master’s thesis was to study the mechanism behind the pharmaceutical removal in Ekeby wetland. The presence of 22 selected pharmaceuticals were examined in water-, sediment- and plant samples collected from the wetland. Additionally, the concentration of nutrients’, pH and temperature of the water were examined. With this data, the correlations between the concentration of pharmaceuticals in the water and the concentration of selected nutrients could be determined. Nine out of 22 substances were detected in the sediment samples and 10 out of 22 was detected in the plant sample. The five pharmaceutical substances that required additional removal were citalopram, diclofenac, erythromycin, oxazepam and sertraline. Citalopram, diclofenac and sertraline were found in the sediment and plant samples. A significant negative correlation was found between the concentration of pharmaceuticals in water samples and total suspended solids (TSS) indicating that an increase of TSS, decreases the pharmaceutical concentration in the water. The main mechanism behind the pharmaceutical removal in Ekeby wetland was determined to be by sedimentation and plant uptake, mainly by Phragmites australis. The wetland system could also remove metoprolol, propranolol, tramadol, trimethoprim, naproxen, venlafaxine and carbamazepine. Hence, to increase the pharmaceutical removal in the wetland it’s recommended to increase the amount of plants, mainly P. australis. Thus, wetland systems could be of great advantage in the development of sustainable wastewater management. / Via avloppsvattnet släpps mängder av läkemedelsrester ut i vårt vatten. Ekeby våtmark i Eskilstuna har visat sig bryta ner läkemedelsrester från avloppsvatten, men mekanismen för hur och vart dessa ämnen tas bort är sedan tidigare okänt. Målet med detta examensarbete var att studera mekanismerna bakom läkemedelsnedbrytningen i Ekebys våtmark. Halterna av 22 läkemedelssubstanser i vatten-, sediment-och växtprover tagna från våtmarken undersöktes. Även koncentrationen av näringsämnen, pH och temperatur bestämdes i vattenprover tagna från våtmarken. Utifrån detta kunde sambanden mellan läkemedelskoncentrationerna och halterna av tidigare nämnda ämnen i vattnet studeras. Nio av 22 substanser uppmättes i sedimentproverna och 10 av 22 uppmättes i växtprovet. De fem läkemedel som krävde ytterligare rening var citalopram, diclofenac, erythromycin, oxazepam, och sertraline. Citalopram, diclofenac och sertraline uppmättes i sediment och växtproverna. I vattnet erhölls ett signifikant negativ samband mellan koncentration av läkemedel och suspenderade ämnen. Detta indikerar på att en ökning av suspenderade ämnen minskar läkemedelskoncentrationen i vattnet. Mekanismen bakom läkemedelsnedbrytningen i Ekebys våtmark fastställdes till sedimentation och växtupptag, främst av växten Phragmites australis. Våtmarken kunde även avlägsna metoprolol, propranolol, tramadol, trimetroprim, naproxen venlafaxin och carbamazapine. För att öka nedbrytningen av läkemedel i våtmarken är det därför rekommenderat att öka mängden växter. Våtmarkssystem kan därmed vara till stor fördel när man utvecklar reningsprocesser för läkemedel av avloppsvatten som är miljömässigt hållbara.

The project undertaken in this thesis was performed at MittSverige Vatten och Avfall (MSVA) in cooperation with the Swedish Environmental Research Institute (IVL). The effect of temperature on nitrogen removal using moving bed biofilm reactor (MBBR) was controlled using two separate lines by investigating the influence of temperature on nitrification, pre-denitrification, and post- denitrification in a pilot plant scale. By monitoring the process using chemical analysis, batch tests and online systems, it was possible to observe the changes occurring in the different reactors along with different parameter set-ups and react to the undesirable changes in the system. Due to some limitations, the master's thesis couldn’t fully answer the objective of the study. Nonetheless, the processes were investigated and evaluated to better understand the possibilities and limitations of nitrogen removal with MBBR with treating cold wastewater. During the study period, the inflow coming to the pilot plant, recirculation flow, external carbon dosing, set points of dissolved oxygen and temperature values were controlled. By manipulating these different parameters, it was possible to observe their impacts on the processes. The inflow was variable between 0.42 and 0.67 m3/h, recirculation flow was set to 1.2 m3/h at the beginning then changed to function same as the inflow after being reduced to 0.84 m3/h in between. DO level was variable throughout the entire study period with an average concentration of 4.2mg/l in line 1 and 4.43 mg/l in line2 in all the aerated zones for each line. Temperature of incoming water varied between 5.94 and 9.3 oC with an average temperature of 7.73 oC while the average temperature of the water in the system in line 1 was 13.3 oC and 12.62 oC in line 2. During the 5 months study period, the system achieved an average total nitrogen removal efficiency of 46% in line 1 and 60% in line 2. / Projektet i detta examensarbete utfördes vid MittSverige Vatten och Avfall (MSVA) i samarbete med Svenska Miljöinstitutet (IVL). Effekten av temperatur på kväveborttagning med användning av biofilmreaktorer med rörliga bärare (MBBR, eng. för Moving Bed Biofilm Reactor) kontrollerades genom att undersöka temperaturens inverkan på nitrifikation, pre-denitrifikation och post- denitrifikation i två separata linjer i en pilotanläggningsskala. Genom att övervaka processen med hjälp av kemiska analyser, batchtester och online-system, var det möjligt att observera de förändringar som sker i de olika reaktorerna tillsammans med olika parameteruppsättningar och reagera på de oönskade förändringarna i systemet. På grund av vissa begränsningar kunde masteruppsatsen inte helt svara på syftet med studien. Ändå har processerna undersökts och utvärderats för att bättre förstå möjligheterna och begränsningarna av kväverening med MBBR vid rening av kallt avloppsvatten. Under studieperioden kontrollerades inflödet till pilotanläggningen, recirkulationsflöde, extern koldosering, börvärden för löst syre och temperaturvärden. Genom att ändra dessa olika parametrar var det möjligt att observera deras inverkan på processerna. Inflödet var variabelt mellan 0,42 och 0,67 m3 /h, recirkulationsflödet sattes till 1,2 m3/h i början och ändrades sedan till att fungera som inflödet efter att ha reducerats till 0,84 m3 /h däremellan. DO- nivån var variabel under hela studieperioden med en genomsnittlig koncentration på 4,2 mg/l i linje 1 och 4,4 mg/l i linje 2 i alla luftade zoner för varje linje. Temperaturen på inkommande vatten varierade mellan 5,9 och 9,3 oC med en medeltemperatur på 7,7 oC medan medeltemperaturen på vattnet i systemet i linje 1 var 13,3 oC och 12,6 oC i linje 2. Under den 5 månader långa studieperioden uppnådde systemet en genomsnittlig total kvävereduktionseffektivitet på 46 % i linje 1 och 60 % i linje 2.

Examensarbetets syfte var att undersöka möjligheter till denitrifikation på sandfilter (SF) i industriell skala och hur det jämför sig med konventionella metoder för att uppnå denitrifikation och effekten av förändringen på processen vid Bromma reningsverk. Parametrar som undersöktes var rening av ammonium och nitrat, luftning, temperatur, pH, rening av fosfor, rening av organiskt material, rening av suspenderat material, förbigång av vatten vid SF och aktivslamanläggning (ASA), drifttider för SF:arna och total vattenbelastning på ASA och SF. Mätningarna gjordes med aCurve, ett online internt program vid Bromma reningsverk där onlineanalysatorer och driftsparametrar loggades. Nitrat- och nitritvärdena kontrollerades med standardiserade kyvettmetoder. Reningen av totalkväve uppnådde värden på 0,62-0,94 när denitrifikation på SF implementerades. Ökad igensättning av SF inträffade på grund av dosering av metanol på SF och tillväxt av mikroorganismer som orsakade en ökad risk för förbigång av SF, särskilt under hög vattenbelastning. Reningen av suspenderat material, organiskt material och fosfat påverkades inte av implementeringen av denitrifikation på SF. Resultaten av examensarbetet kan användas för att ytterligare optimera konventionella metoder för kväverening i reningsverk. För ytterligare studier kunde igensättning av SF vid användning av metanoldosering på sandfilter undersökas och metoderna kan jämföras i en kontrollerad miljö. / This thesis work aimed to investigate opportunities of denitrification on sand filters (SFs) at industrial scale and how it relates to conventional methods of achieving denitrification and its effect on the process at Bromma WWTP. Investigated parameters were ammonium and nitrate removal, oxygen and aeration, temperature, pH, phosphorus removal, removal of organic material, removal of suspended solids, water bypass of SF and activated sludge facility (ASF), operational times of the SFs and total water load on ASF and SF. The measurements were made with aCurve, an online internal program at Bromma WWTP where online analyzers and operational parameters were logged. The online values for nitrate and nitrite were controlled using standard cuvettes methods. Tot-N removal achieved values of 0.62-0.94 for denitrification on SF. Increased clogging of SFs occured due to dosage of methanol on SFs and growth of microorganisms causing an increased risk of SF bypass especially during high water load. Removal of TSS (total suspended solids), BOD7 and phosphate were unaffected by the implementation of denitrification on SFs.  The findings of the thesis can be used to further optimize conventional methods of nitrogen removal in WWTPs. For further studies the clogging of SFs when using methanol dosage on sand filters could be investigated as well as comparing the methods in a controlled environment.

Under tillverkningsprocessen i massa- och pappersindustrin bildas avloppsflöden i flera olika steg. Ett av de miljöbelastande utsläppen utgörs av organiskt material. Organiskt material kan mätas som biokemisk syreförbrukning (BOD), kemisk syreförbrukning (COD) eller som totalt organiskt kol (TOC). Analys av COD inkluderar ofta miljöfarliga ämnen (till exempel kvicksilver). Naturvårdsverket har under flera år aviserat att analysen kan komma att förbjudas och därmed blir analys av TOC allt mer vanligt. EU:s referensgränsvärden anges dock i COD och design av reningsanläggningar utgår oftast från COD. Detta leder till att båda parametrarna kommer att fortsätta att vara aktuella. Med syftet att förbättra kunskapen om sambanden mellan COD och TOC för olika typer av avlopp inom massa- och pappersindustrin samlades jämförande serier över COD och TOC in från olika svenska bruk. Serierna analyserades med hjälp av regressions- och korrelationsanalys, för att sedan jämföras med medelvärdet av brukens COD/TOC faktorer (omvandlingsfaktorer). Studien innehöll även en del där information om analyser, förbehandlingar och övergången från COD till TOC samlades in genom intervjuer med personer ute på bruken. Som en avslutande del av projektet genomfördes ett laborativt arbete i mindre skala med främsta syfte att se hur konstant omvandlingsfaktorn var över tiden. Resultaten visade att korrelationen mellan COD och TOC ofta var hög men att omvandlingsfaktorn var beroende av typ av tillverkningsprocess och rening. Värdet på omvandlingsfaktorn varierade därför mycket mellan olika bruk och delströmmar. Bruk med tillverkningsprocesser som använder få kemikalier hade en mer lika omvandlingsfaktor sinsemellan än bruk med kemikaliekrävande processer. Dessutom gav en högre reningsgrad en lägre omvandlingsfaktor. Omvandlingsfaktorn föreföll varken påverkas av halten suspenderat material eller vara årstidsberoende. Dessutomvar den också relativt konstant över tiden. / The industrial production of pulp and paper generates wastewater in several different steps in the production chain. Organic material from the wastewater will have an impacton the surrounding environment. Biological oxygen demand (BOD), chemical oxygendemand (COD) and total organic carbon (TOC) are three ways to measure organicmaterial. When analyzing COD, harmful substances such as mercury are often used. The Swedish Environmental Agency has for several years forecasted that this analysis might be banned, and therefore analysis of TOC has become more and more common in Sweden. However, COD is often used as a design parameter when designing new wastewater treatment plants and the European Union’s reference values are given as COD. Hence, both parameters will continue to be used and both need to be taken into consideration. With the aim to improve the knowledge of the relationship between COD and TOC, data series with TOC and COD were collected. The data originated from several different Swedish pulp and paper mills, as well as from different types of waste water streams within each mill. The data series were analyzed using linear regression and correlation analysis, and then compared with the companies’ mean value of the ratio between COD and TOC (the conversion factor). Information about the shift from COD to TOC, and the analyzing methods and pretreatment methods was gathered by conducting interviews with employees at the different mills. The final part of the project was a laboratory study, with the main focus to examine if the conversion factor changed over time. The results showed that the correlation between COD and TOC often was high, but that the conversion factor depended on type of manufacturing process and waste water treatment. Mills with a low use of chemicals had a more similar conversion factor than mills with a more chemical demanding process. Furthermore, a high degree of purification resulted in a lower conversion factor. The conversion factor did not seem to depend on neither the content of suspended solids nor the time of the year. Additionally, the conversion factor was relatively constant over time.